CN110451294B - 智能物流系统用自动笼车倾倒装置及笼车翻转方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能物流系统用自动笼车倾倒装置及笼车翻转方法，自动笼车倾倒装置包括主架组件、翻转机、控制组件和警报组件，用于容纳定位笼车的翻转机可滑动翻转的设置在所述主架组件上，所述控制组件与主架组件的驱动传动部分、翻转机的驱动传动部分以及警报组件电讯连接，所述翻转机在控制组件的控制下相对于主架组件的竖直部分实现0～75°的往复滑动翻转。方法包括笼车推入、笼车翻转、输送包裹、笼车复位和笼车拉出。通过该装置和方法，填补了笼车自动化转运的技术缺陷，提高了物流箱包的转运效率。
Description
技术领域
本发明涉及物流包装输送技术，尤其涉及一种智能物流系统用自动笼车倾倒装置及笼车翻转方法。
背景技术
随着物流业的快速发展，物流设备、尤其是智能物流设备得到极大需求。其中，对于从物流车上卸载的货物包装箱或物流箱包等，一般采用笼车转运至物流输送线。传统的龙车运至物流输送线后，需要人工单箱取出，或者整体采用叉车举升后取出，这对人力成本及工作的安全性带来了极大影响。因此，急需一种能够实现将笼车上的货物包装箱或物流箱包快速自动化的转运输出装置及输送方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种智能物流系统用自动笼车倾倒装置及笼车翻转方法。
(一)设备需求
1、自动笼车倾倒装置要求倾倒500kg负载，倾倒设备自重400kg，倾倒角度为75°。
2、货物输送为整体式皮带输送。
3、设备单次运行时间不超过35s。
(二)结构方案
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种智能物流系统用自动笼车倾倒装置，所述自动笼车倾倒装置包括主架组件、翻转机、控制组件和警报组件，用于容纳定位笼车的翻转机可滑动翻转的设置在所述主架组件上，所述控制组件与主架组件的驱动传动部分、翻转机的驱动传动部分以及警报组件电讯连接，所述翻转机在控制组件的控制下相对于主架组件的竖直部分实现0～75°的往复滑动翻转。
优选的，所述主架组件包括呈L形的主框架、主架轮轨、主电机和主传动组件，在所述主框架的框架内侧设置所述主架轮轨，在主框架的水平框架部分设置所述主电机和主传动组件。
优选的，所述翻转机包括翻转底框、翻转边梁、皮带机、底板、两个侧边框、限位导轨、顶板、驱动轮组、和皮带驱动电机，皮带机通过辊子支撑在两个翻转边梁的两端，两个所述翻转底框设置在所述翻转边梁的底面，两组限位导轨设置在所述底板的上表面并与笼车的滚轮对应，在所述翻转底框上设置所述驱动轮组和皮带驱动电机，所述皮带机在所述皮带驱动电机驱动下可控运行。
优选的，所述驱动轮组包括下端的主驱动轮和上端的辅助轮，所述主驱动轮的外侧面与主架组件的主传动组件驱动的连接，所述主驱动轮和辅助轮之间通过三角带、同步带或链条连接。
优选的，所述控制组件包括多个感应开关、限位件、急停按钮、控制手柄和处理器，所述处理器与感应开关、限位件、急停按钮、控制手柄电讯连接，通过所述控制手柄实现装置的自动控制和/或点动控制；其中，感应开关包括在主框架的水平框架上由外端向内端依次设置的外端保护感应开关、外端终止感应开关、外端变速感应开关、内端变速感应开关、内端终止感应开关和内端保护感应开关，以及在翻转边梁、底板或侧边框上设置的笼车到位感应开关；限位件包括在所述翻转机的顶部设置顶部限位件，在翻转机的两个侧边框上设置侧边限位件；所述急停按钮设置在主框架外侧壁上。
优选的，所述警报组件包括三色的报警灯和蜂鸣器。
本发明还提供了一种采用自动笼车倾倒装置的笼车翻转方法，方法包括：
笼车推入，自动笼车倾倒装置处于起始位置，操作员将笼车推入翻转机直至笼车触碰到笼车到位感应开关，笼车到位后，操作人员关上围栏并将笼车的顶部和侧边通过限位件进行限位；
笼车翻转，按下翻转开关，笼车在翻转机带动下由竖直向水平方向滑移翻转，直至翻转机与水平方向呈15°夹角停止翻转；
输送包裹，翻转机停止翻转后，笼车内的包括倾覆到皮带机的皮带上，皮带机运行，将皮带上的包裹运出笼车，包裹输送完毕；
笼车复位，皮带机停止运行，主电机反向转动使得翻转机反向滑移，直至翻转机恢复竖直状态，以此带动笼车复位；
笼车拉出，操作员解除对笼车的限位并松开围栏，将笼车拉出翻转机。
优选的，翻转机的辅助轮在竖直部分的主架轮轨内滑移，翻转机的主驱动轮沿水平部分的主架轮轨内滑移；在笼车翻转步骤中，辅助轮和主驱动轮先加速运行至匀速感应位，再由匀速感应位匀速滑移至停止感应位，并在停止感应位停止运行，使得翻转机与水平方向到到15°夹角状态使得笼车完成翻转；在笼车复位步骤中，辅助轮和主驱动轮先加速运行至匀速感应位，再由匀速感应位匀速滑移至停止感应位，并在停止感应位停止运行，翻转机成竖直状态使得笼车完成复位。
优选的，在笼车推入步骤中，若笼车未推入指定位置或笼车到位感应开关未起作用时，警报组件的报警灯发出闪烁黄光，翻转开关不起作用；若笼车推入指定位置或笼车到位感应开关起作用时，警报组件的报警灯发出绿光，翻转开关起作用。
优选的，在笼车翻转步骤中，若终止到位感应开关故障失灵，主驱动轮在匀速滑移到达停止感应位后继续滑移运动，当其滑移触碰至断电保护触碰开关并触发主电机断电，警报组件的报警灯发出闪烁红光且蜂鸣器发出报警声；在笼车复位步骤中，若终止到位感应开关故障失灵，主驱动轮在匀速滑移到达停止感应位后继续滑移运动，当其滑移触碰至断电保护触碰开关并触发主电机断电，警报组件的报警灯发出闪烁红光且蜂鸣器发出报警声。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过该自动笼车倾倒装置及笼车翻转方法，可以将笼车实现自动翻转并将物流箱包自动转运至物流输送线上，整个转运时间不超过50S，每次转运可达500Kg，使得物流箱包转运速度极大提高。
附图说明
图1为本发明一种智能物流系统用自动笼车倾倒装置的结构示意图；
图2为主架组件的结构示意图；
图3为翻转机的结构示意图；
图4为感应开关在装置上的安装位置示意图；
图5为倾倒装置的起始状态或复位状态的示意图；
图6为翻转机在变速过程的倾倒装置状态示意图；
图7为翻转机翻转到终点位置或皮带机运行时的倾倒装置状态示意图。
图中：
100、主架组件；101、主框架；102、主架轮轨；103、主电机；104、丝杠；105、丝杠螺母连接件；106、支撑连接端头；107、外支撑板；
200、翻转机；201、翻转底框；202、翻转边梁；203、皮带机；204、底板；205、侧边框；206、限位杆；207、限位导轨；208、顶板；209、驱动轮组；210、皮带驱动电机；
301、急停按钮；302、控制手柄；
S1、外端保护感应开关；S2、外端终止感应开关；S3、外端变速感应开关；S4、内端变速感应开关；S5、内端终止感应开关；S6、内端保护感应开关；S7、笼车到位感应开关S7。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种智能物流系统用自动笼车倾倒设备，参见图1，自动笼车倾倒设备包括主架组件100、翻转机200、控制组件和警报组件。
其中，用于容纳定位笼车的翻转机200可滑动翻转的设置在所述主架组件100上，控制组件与主架组件100的驱动传动部分、翻转机200的驱动传动部分以及警报组件电讯连接。在控制组件的控制下，可实现翻转机200在0～75°范围内翻转，并将物流箱包转运至物流线上。
其中翻转角度0～75°可根据需求场合做适应性调整设计。
主架组件
参见图2，主架组件100包括L形主框架101、主架轮轨102、主电机103和丝杠传动组件，在所述主框架101的框架内侧设置所述主架轮轨102，在主框架101的水平框架部分设置所述主电机103和丝杠传动组件。
丝杠传动组件包括在水平框架内设置的丝杠104、丝杠螺母连接件105和在丝杠104两端设置的支撑连接端头106，在水平框架外端设置丝杠外支撑板107，所述丝杠104通过支撑连接端头106支撑设置在所述外支撑板107和与外支撑板107相对的竖直框架之间，所述丝杠螺母连接件105与翻转机200驱动的连接。
可替换的，丝杠传动组件也可以采用链轮传动组件代替。
翻转机
参见图3，翻转机200包括翻转底框201、翻转边梁202、皮带机203、底板204、两个侧边框205、驱动轮组209和皮带驱动电机210，皮带机203通过辊子支撑在两个翻转边梁202的两端，两个所述翻转底框201设置在所述翻转边梁202的底面，在所述翻转底框201上设置所述驱动轮组209和皮带驱动电机210，所述皮带机203在所述皮带驱动电机210驱动下可控运行。
为了对笼车的快速定位限位，翻转机200还包括限位杆206和限位导轨207，所述限位杆206设置在侧边框205上用于笼车的定位，两组限位导轨207设置在所述底板204的上表面并与笼车的滚轮对应。
进一步的，为了便于箱包从翻转机中倾倒出，在侧边框205上端连接设置顶板208。
其中，驱动轮组209包括下端的主驱动轮(具体对应丝杠组件为丝杠驱动轮)和上端的辅助轮，主驱动轮的外侧面与丝杠螺母连接件105枢轴连接，主驱动轮和辅助轮之间通过三角带、同步带或链条连接。
控制组件
控制组件包括多个感应开关、限位件、急停按钮301、控制手柄302和处理器，所述处理器与感应开关、限位件、急停按钮301、控制手柄302电讯连接，通过所述控制手柄302实现设备的自动控制和/或点动控制。当采用自动控制模式时，翻转机自动完成翻转和复位；当采用点动控制模式，则需要人工通过控制手柄302上的控制按钮实现翻转机的翻转和复位，并可实现在任意位移的运行与否。
参见图4，其中，感应开关包括在主框架101的水平框架上由外端向内端依次设置的外端保护感应开关S1、外端终止感应开关S2、外端变速感应开关S3、内端变速感应开关S4、内端终止感应开关S5和内端保护感应开关S6，以及在翻转边梁202、底板204或侧边框205上设置的笼车到位感应开关S7。
限位件包括在翻转机200的顶部设置顶部限位件，在翻转机的两个侧边框205上设置侧边限位件。限位件的形式如限位杆、限位卡托、限位凸起等，也可以采用围栏、扎带、卡勾等。
急停按钮301设置在主框架101外侧壁上。
警报组件
警报组件包括三色的报警灯(参见图1)和蜂鸣器(图未示)，它们可以采用常规的报警构件。一般的，将报警灯设置在主框架101的顶端，蜂鸣器设置在主框架101的任意位置。
设备和零部件参数
笼车尺寸为1100x1100x2000±5mm，笼车的顶部开口，可以采用网格状设计，也可以采用不锈钢板设计，笼车背部设有推手，笼车底部设置笼车滚轮。
倾倒设备整体尺寸为3140x1540x3200mm，皮带机尺寸为2585x1280mm，翻转75°时对接面高度为1050mm。
皮带机的驱动形式为中间驱动，电机为SEW-RF47DRE90M4，电机带刹车，刹车电压380V。
翻转机采用滑道翻转结构，采用由主电机带动两根滚珠丝杠驱动，主电机为SEW-R27DRE100M4电机，电机功率2.2kw，电机带刹车，刹车电压380V。
笼车翻转方法
通过采用上述自动笼车倾倒装置，实现自动化的笼车翻转方法，方法包括以下步骤。
笼车推入，参见图5，首先翻转机处于如图5所示的起始或复位状态，即自动笼车倾倒装置处于起始位置(S5为内端终止感应开关，其用于检测或感应翻转机是否到位)，操作员将笼车推入翻转机直至笼车触碰到笼车到位感应开关，笼车到位后，操作人员关上围栏并将笼车的顶部和侧边通过限位件进行限位。
其中，在笼车推入步骤中，若笼车未推入指定位置或笼车到位感应开关S7未起作用时，警报组件的报警灯发出闪烁黄光，翻转开关不起作用；若笼车推入指定位置或笼车到位感应开关S7起作用时，警报组件的报警灯发出绿光，翻转开关起作用。
笼车翻转，按下翻转开关，笼车在翻转机带动下由竖直向水平方向滑移翻转，直至翻转机与水平方向呈15°夹角停止翻转。
其中，翻转机200的辅助轮在竖直部分的主架轮轨102内滑移，翻转机200的主驱动轮沿水平部分的主架轮轨102内滑移。
在笼车翻转步骤中，翻转机的辅助轮和主驱动轮先加速运行至匀速感应位，再由匀速感应位匀速滑移并减速到停止感应位，并在停止感应位停止运行，使得翻转机与水平方向到到15°夹角状态使得笼车完成翻转。
进一步的，在笼车翻转步骤中，若终止到位感应开关S2故障失灵，主驱动轮在匀速滑移到达停止感应位后继续滑移运动，当其滑移触碰至断电保护触碰开关S1并触发主电机103断电，警报组件的报警灯发出闪烁红光且蜂鸣器发出报警声；输送包裹，翻转机停止翻转后，笼车内的包括倾覆到皮带机的皮带上，皮带机运行，将皮带上的包裹运出笼车，包裹输送完毕。
参见图6(图中虚线箭头表示行走轮或主动轮的运动方向)，主动轮或行走轮从内端终止感应开关S5的位置开始加速运行，运行至内端变速感应开关S4的位置时变为匀速运动，运行至外端变速感应开关S3位置后变为减速运动；参见图7，直至运行至外端终止感应开关S2位置时停止。整个行程时间为15s。
其中，S1为外端保护感应开关，当外端终止感应开关S2故障失灵时，由外端保护感应开关S1触发断电，防止丝杠损坏。
翻转到位后，外端终止感应开关S2同时触发皮带机开始工作，将包裹运送出笼车，输送时间为10s。
笼车复位，皮带机停止运行，主电机反向转动使得翻转机反向滑移，直至翻转机恢复竖直状态，以此带动笼车复位。
其中，在笼车复位步骤中，辅助轮和主驱动轮先加速运行至匀速感应位，再由匀速感应位匀速滑移至停止感应位，并在停止感应位停止运行，翻转机成竖直状态使得笼车完成复位。
进一步的，在笼车复位步骤中，若终止到位感应开关S5故障失灵，主驱动轮在匀速滑移到达停止感应位后继续滑移运动，当其滑移触碰至断电保护触碰开关S6并触发主电机103断电，警报组件的报警灯发出闪烁红光且蜂鸣器发出报警声。
具体的，滚珠丝杠反向驱动，将皮带机返回直垂直状态。由图7-图6-图5的顺序，主动轮由外端终止感应开关S2位置加速至外端变速感应开关S3位置，然后匀速运行至内端变速感应开关S4位置后开始减速，直至运行至内端终止感应开关S5位置时停止。整个返程或复位时间为10s。
其中，S6为内端保护感应开关，当内端终止感应开关S5故障失灵时，由内端保护感应开关S6触发断电。
笼车拉出，操作员解除对笼车的限位并松开围栏，将笼车拉出翻转机。
设备设计功能
1.设备应安全、可靠，笼车推入翻转机中后，对笼车进行顶部限位以及前后限位，防止笼车在倾倒或者货件传输过程中笼车发生滑落、脱离；在笼车未推入指定位置或者限位未起作用时，黄色指示灯点亮，不可以启动设备。
2.本体设备启动按钮位于围网外侧，当条件具备时，绿色指示灯点亮，人工按压启动按钮，启动设备；红色指示灯点亮时，按压启动按钮无效，设备启动紧前工序为人工按压启动按钮。
3.设备倾倒到合适位置后，皮带机具备自动启动功能。
4.待货件传输完毕后，通过运行时长判断，自动执行笼车返回动作，时长判断可通过现场操作调整；同时也可实现人工确认，按压返回按钮，然后本体设备执行笼车返回动作。
5.设置急停按钮，急停按钮需切断本体设备电源，红色指示灯点亮。
6.所有驱动具备点动运行功能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种智能物流系统用自动笼车倾倒装置，其特征在于：所述自动笼车倾倒装置包括主架组件（100）、翻转机（200）、控制组件和警报组件，用于容纳定位笼车的翻转机（200）可滑动翻转的设置在所述主架组件（100）上，所述控制组件与主架组件（100）的驱动传动部分、翻转机（200）的驱动传动部分以及警报组件电讯连接，所述翻转机（200）在控制组件的控制下相对于主架组件（100）的竖直部分实现0~75°的往复滑动翻转；
所述翻转机（200）包括翻转底框（201）、翻转边梁（202）、皮带机（203）、底板（204）、两个侧边框（205）、限位导轨（207）、顶板（208）、驱动轮组（209）和皮带驱动电机（210），皮带机（203）通过辊子支撑在两个翻转边梁（202）的两端，两个所述翻转底框（201）设置在所述翻转边梁（202）的底面，两组限位导轨（207）设置在所述底板（204）的上表面并与笼车的滚轮对应，在所述翻转底框（201）上设置所述驱动轮组（209）和皮带驱动电机（210），所述皮带机（203）在所述皮带驱动电机（210）驱动下可控运行。
2.根据权利要求1所述的自动笼车倾倒装置，其特征在于：所述主架组件（100）包括呈L形的主框架（101）、主架轮轨（102）、主电机（103）和主传动组件，在所述主框架（101）的框架内侧设置所述主架轮轨（102），在主框架（101）的水平框架部分设置所述主电机（103）和主传动组件。
3.根据权利要求1所述的自动笼车倾倒装置，其特征在于：所述驱动轮组（209）包括下端的主驱动轮和上端的辅助轮，所述主驱动轮的外侧面与主架组件（100）的主传动组件驱动的连接，所述主驱动轮和辅助轮之间通过三角带、同步带或链条连接。
4.根据权利要求1或3所述的自动笼车倾倒装置，其特征在于：所述控制组件包括多个感应开关、限位件、急停按钮（301）、控制手柄（302）和处理器，所述处理器与感应开关、限位件、急停按钮（301）、控制手柄（302）电讯连接，通过所述控制手柄（302）实现装置的自动控制和/或点动控制；其中，感应开关包括在主框架（101）的水平框架上由外端向内端依次设置的外端保护感应开关（S1）、外端终止感应开关（S2）、外端变速感应开关（S3）、内端变速感应开关（S4）、内端终止感应开关（S5）和内端保护感应开关（S6），以及在翻转边梁（202）、底板（204）或侧边框（205）上设置的笼车到位感应开关（S7）；限位件包括在所述翻转机（200）的顶部设置顶部限位件，在翻转机的两个侧边框（205）上设置侧边限位件；所述急停按钮（301）设置在主框架（101）外侧壁上。
5.根据权利要求1或3所述的自动笼车倾倒装置，其特征在于：所述警报组件包括三色的报警灯和蜂鸣器。
6.一种采用权利要求1-5任意一项所述的自动笼车倾倒装置的笼车翻转方法，其特征在于，方法包括：
笼车推入，自动笼车倾倒装置处于起始位置，操作员将笼车推入翻转机直至笼车触碰到笼车到位感应开关，笼车到位后，操作人员关上围栏并将笼车的顶部和侧边通过限位件进行限位；
笼车翻转，按下翻转开关，笼车在翻转机带动下由竖直向水平方向滑移翻转，直至翻转机与水平方向呈15°夹角停止翻转；
输送包裹，翻转机停止翻转后，笼车内的包裹倾覆到皮带机的皮带上，皮带机运行，将皮带上的包裹运出笼车，包裹输送完毕；
笼车复位，皮带机停止运行，主电机反向转动使得翻转机反向滑移，直至翻转机恢复竖直状态，以此带动笼车复位；
笼车拉出，操作员解除对笼车的限位并松开围栏，将笼车拉出翻转机。
7.根据权利要求6所述的笼车翻转方法，其特征在于：翻转机（200）的辅助轮在竖直部分的主架轮轨（102）内滑移，翻转机（200）的主驱动轮沿水平部分的主架轮轨（102）内滑移；在笼车翻转步骤中，辅助轮和主驱动轮先加速运行至匀速感应位，再由匀速感应位匀速滑移至停止感应位，并在停止感应位停止运行，使得翻转机与水平方向到15°夹角状态使得笼车完成翻转；在笼车复位步骤中，辅助轮和主驱动轮先加速运行至匀速感应位，再由匀速感应位匀速滑移至停止感应位，并在停止感应位停止运行，翻转机成竖直状态使得笼车完成复位。
8.根据权利要求6所述的笼车翻转方法，其特征在于：在笼车推入步骤中，若笼车未推入指定位置或笼车到位感应开关（S7）未起作用时，警报组件的报警灯发出闪烁黄光，翻转开关不起作用；若笼车推入指定位置或笼车到位感应开关（S7）起作用时，警报组件的报警灯发出绿光，翻转开关起作用。
9.根据权利要求6所述的笼车翻转方法，其特征在于：在笼车翻转步骤中，若终止到位感应开关（S2）故障失灵，主驱动轮在匀速滑移到达停止感应位后继续滑移运动，当其滑移触碰至断电保护触碰开关（S1）并触发主电机（103）断电，警报组件的报警灯发出闪烁红光且蜂鸣器发出报警声；在笼车复位步骤中，若终止到位感应开关（S5）故障失灵，主驱动轮在匀速滑移到达停止感应位后继续滑移运动，当其滑移触碰至断电保护触碰开关（S6）并触发主电机（103）断电，警报组件的报警灯发出闪烁红光且蜂鸣器发出报警声。
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